II.1.3. Bobină în curent alternativ (Circuit serie RL).

👀 Experiment: Reactanța inductivă a unei bobine

Materiale necesare:
Baterie (sursă de curent continuu), sursă de curent alternativ, bobină cu miez de fier, miez de fier, miliampermetru, fire de legătură.

Descrierea experimentului:

• Alimentează o bobină la o sursă de curent continuu și măsoară intensitatea curentului electric, I₁.

• Alimentează bobina la o sursă de curent alternativ și măsoară intensitatea curentului electric, I₂.

• Compară-le!
• Ce observi?

  În curent alternativ intensitatea curentului prin bobină este mai mică decât intensitatea curentului continuu.
  I₂ < I₁

• Introdu în bobina alimentată la curent alternativ un miez de fier și măsoară intensitatea efectivă.

• Ce observi ?

  Prin introducerea miezului de fier în bobină crește inductanța bobinei (L₂ > L₁) și scade intensitatea efectivă a curentului.

Concluzia experimentului:

Conform legii lui Ohm, intensitatea curentului scade la creșterea rezistenței. Prin urmare, o bobină aflată într-un circuit de curent alternativ introduce o rezistență aparentă, numită reactanță inductivă, X_L.

Unitatea de măsură pentru reactanța inductivă în SI este:

[X_L]_SI = Ω (ohm)

Reactanța inductivă, X_L, a unei bobine este direct proporțională cu inductanța bobinei, L:

X_L = ω ∙ L = 2π ∙ ν ∙ L

unde:
ω – pulsația (măsurată în rad/s)
ν – frecvența (măsurată în Hz)

O bobină aflată într-un circuit de curent alternativ introduce o rezistență aparentă, numită reactanță inductivă, X_L.

Unitatea de măsură pentru reactanța inductivă în SI este:

[X_L]_SI = Ω (ohm)

Reactanța inductivă, X_L, a unei bobine este direct proporțională cu inductanța bobinei, L:

X_L = ω ∙ L = 2π ∙ ν ∙ L

unde:
ω – pulsația (măsurată în rad/s)
ν – frecvența (măsurată în Hz)

Pentru o bobină care nu este ideală, rezistența sa este diferită de zero. Studiul comportării unui circuit serie RL se poate face realizând un circuit format dintr-un rezistor, o bobină, un ampermetru și o sursă de tensiune alternativă, toate legate în serie.

Dacă ținem cont de rezistența bobinei, putem considera mărimea Z, numită impedanța circuitului serie RL definită de relația:

Legea lui Ohm pentru valorile efective ale curentului alternativ, în cazul unui circuit serie RL este:

Defazajul φ se calculează cu relația:

🔓 Problemă rezolvată

1. Calculează intensitatea curentului printr-o bobină cu inductanța L = 2 H legată în serie cu un rezistor cu rezistența R = 40 Ω, aflată pe rând:
a) sub o tensiune continuă U = 220 V;
b) sub o tensiune alternativă de 220 V și frecvența ν = 50 Hz.

Rezolvare:

a)

b)